НАСА планирует изучить атмосферу и геологию Венеры

Венера. Изолированная планета на черном фоне. Элементы изображения предоставлены НАСА

НАСА решило отправить два новых космических корабля-робота для исследования атмосферы и геологии Венеры.

НАСА отправит две новые роботизированные миссии на парниковый близнец Земли, объявил сегодня днем новый администратор агентства Билл Нельсон в своей речи о “положении дел НАСА” в штаб-квартире агентства.

Эти миссии общей стоимостью до 1 миллиарда долларов ознаменовали первый визит НАСА на планету с начала 1990-х годов, в то время как близлежащий Марс видел много посетителей-роботов. Ожидается, что они будут запущены к концу десятилетия. “Мы надеемся, что эти миссии улучшат наше понимание того, как эволюционировала Земля и почему она в настоящее время пригодна для жизни, в то время как других её признаков в нашей солнечной системе”, – сказал Нельсон, бывший сенатор, объявляя о выборе. “Это действительно захватывающая вещь.”

Планетологи Венеры в восторге от этой новости после десятилетий неудачных предложений, включая предыдущие воплощения отдельных миссий. “Я потрясен. Очень эмоционально, говорит Патрик Макговерн, ученый-планетолог из Института Луны и планет. Макговерн и его коллеги уже давно утверждают, что постоянное исследование Венеры, как и высадка на Марс, может революционизировать понимание ранней истории Земли. Одна миссия этого не сделает. “И угадайте, что, одним махом НАСА создало эту программу #Venus с двумя выдающимися миссиями.”

Первая миссия, выбранная из четырех финалистов, названных в феврале 2020 года, – это DAVINCI+ Центра космических полетов имени Годдарда НАСА (Исследование благородных газов, химии и визуализации в глубокой атмосфере Венеры), возглавляемая Джеймсом Гарвином, главным научным сотрудником научного отдела Годдарда. Он пошлет бронированный шар, который погрузится в атмосферу Венеры, его приборы измерят благородные газы, чтобы определить происхождение планеты, и “вынюхают” серу и углерод вблизи поверхности в поисках свидетельств недавней вулканической активности. DAVINCI+ также будет включать в себя орбитальный аппарат для картографирования геологии планеты, включая ее таинственные нагорья. (Предыдущее предложение DAVINCI было инициировано Лори Глейз, ныне руководителем отдела планетологии в штаб-квартире НАСА, которая отказалась участвовать в процессе отбора миссии.)

Анализ изотопов этих благородных газов в атмосфере может дать ученым возможность понять, было ли на Венере изначально столько же воды, сколько на Земле, и могла ли планета все еще скрывать воду, смазку тектоники плит, глубоко внутри. Изучение состава пород может показать, являются ли, как подозревают некоторые исследователи, слегка приподнятые области, называемые тессерами, остатками континентов.

Вторая миссия на Венеру-VERITAS (Излучательная способность Венеры, радионаука, InSAR, Топография и спектроскопия) из Лаборатории реактивного движения НАСА, возглавляемой Сюзанной Смрекар, планетологом из JPL. Он будет использовать радар с синтетической апертурой, чтобы заглянуть сквозь густые облака планеты и воссоздать ее топографию, показывая, активны ли на ее поверхности вулканы или тектонические формы плит. Предыдущие миссии обнаружили убедительные доказательства существования горячих точек, но не смогли ответить на вопросы о том, почему судьба Венеры так резко отличалась от судьбы Земли.

Радар с высоким разрешением может выявить детали поверхности, затерянные в шуме старых измерений, сказал Смрекар: возможно, пропасти, напоминающие хребты среднего океана Земли, или детали таинственных овальных элементов, называемых коронами, которые могут указывать, где находятся облака. Горячий материал мантии Венеры заставляет части земной коры погружаться под другие. Смрекар подозревает, что Венера является хорошим аналогом времени, когда тектоника плит возникла на Земле. Его нагретая теплицами поверхность охлаждается гораздо медленнее, чем поверхность Земли, и, возможно, только сейчас начинает раскалываться на плиты.

“Мы вступаем в новое десятилетие Венеры, чтобы понять, как планета, похожая на Землю, может стать теплицей”,-сказал Томас Зурбухен, научный директор НАСА, в заявлении, объявляющем о выборе. “Наши цели очень важны. Это не только понимание эволюции планет и обитаемости в нашей солнечной системе, но и расширение этих границ до экзопланет.”

Научные аргументы в пользу исследования Венеры существуют уже давно. Ни одна планета не может рассказать больше о том, как возникла Земля. Марс крошечный и замерзший, его тепло и атмосфера давно потеряны в космосе. На Венере могут быть действующие вулканы, и, возможно, когда-то на ней были океаны и континенты, которые имеют решающее значение для эволюции жизни. Тектоника плит, примерно такая же, как на Земле, возможно, доминировала там или, возможно, началась сегодня, скрытая под облаками. Венера также доказывает на примере, что вращение звезды в “обитаемой зоне” не гарантирует, что планета пригодна для жизни. Понимание того, как атмосфера Венеры превратилась в неконтролируемую теплицу, испаряющую все океаны и обжигающую поверхность, могло бы помочь астрономам, изучающим другие солнечные системы, отличить действительно похожие на Землю экзопланеты от наших злых близнецов.

Случай исследования Венеры привлек дополнительное внимание в сентябре 2020 года, когда астрономы объявили об открытии фосфина в атмосфере планеты, потенциального индикатора жизни. С тех пор доказательства этого открытия горячо оспаривались, но до сих пор не было найдено никакого решения. Зонд DAVINCI+, хотя и не предназначенный для этой работы, действительно мог обнаружить фосфин во время спуска.

Два предыдущих выбора Discovery в 2017 году близятся к завершению. Запущенная в октябре 2020 года, “Люси” пролетит мимо шести троянских астероидов Юпитера, которые предшествуют орбите газового гиганта и следуют за ней. Запущенная в августе 2022 года, “Психея” будет вращаться вокруг редкого железо-никелевого астероида с тем же названием, который, как полагают, является открытым ядром древней планетезимали. Этот раунд открытий также включал две предложенные миссии на Венеру среди пяти финалистов. После того, как они не были отобраны, ученые-планетологи пришли в отчаяние из-за длительного перерыва между миссиями НАСА на планету.

На протяжении более двух десятилетий конкурентоспособная программа открытий НАСА поддерживала недорогие планетарные миссии с целью запуска нового зонда каждые 2-3 года. В то время как сокращение федерального бюджета и перерасход средств нарушили этот ритм в последнее десятилетие, агентство в настоящее время приближается к своему предпочтительному графику. Администрация президента Джо Байдена предложила увеличить бюджет НАСА на планетарную науку на следующий год на 18%, хотя еще неизвестно, согласится ли Конгресс на это увеличение.

После объявления четырех финалистов в прошлом году НАСА предоставило им дополнительный год и 3 миллиона долларов для уточнения их окончательных предложений, включая дополнительное время из-за пандемии. Это всегда напряженный процесс, даже без событий 2020 года, – напомнила сегодня в Twitter Линди Элкинс-Тантон, исследователь и планетолог из Университета штата Аризона в Темпе.

Читайте также: